内蒙古阴山丘陵区马铃薯高垄滴灌水肥高效利用研究

1引言

1. 1研究背景
内蒙古自治区地域迂阔，资源丰富，现有耕地面积918.7万hm2，虽然耕地面积较大，人均耕地较多，但生产条件较差，主要存在着"旱、寒、薄"等一系列问题，致使粮食单产水平较低，而且总产不稳以。在诸多不利因素中，第一制约要素就是干早缺水。内蒙古农业主要以旱作农业为主，多数农作区的年蒸发量在1800—3100麵，而年降水量却只有200-450mm，且时空分布不均，降水主要集中在7、8、9月份，春旱发生率在80%从上，伏旱、秋吊也时有发生并呈现常态化。干旱缺水，十年九旱，是内蒙古农业生产的基本现状。但内蒙古农业经过30多年的建设，粮食产量连续跨上了　100亿斤、200亿斤、300亿斤、400亿斤和500亿斤日个台阶，2014年粮食综合生产能力超过500亿斤。内蒙古不仅仅改变了建国以来一直靠吃返销粮为主的局面，而且成为了国家的粮食主产区和重要的商品粮基地，每年能为国家提供商品粮高达200亿以上，是全国商品粮净调出的6个省区之一，为国家的粮食安全做出了巨大的贡献。但是我们必须清醒地认识到，在内蒙古粮食不断增长的同时，我们付出了巨大的环境和资源的代价。如：大量不合理施用氮肥会导致氮肥利用率低和一系列严重的环境污染问题，主要是地下水硝酸盐污染，尤其是过量施肥后的大量灌水，更容易引起地下水的污染。同时，内蒙古当前用水结构极其不够合理，水利基础设施也较薄弱，水环境恶化压力进一步加大。其中，农牧业用水占总用水总量的77%，比全国平均水平高15个百分点;工业用水仅占到12%，比全国平均水平低12个百分点;大中型灌概区设施老化失修的现象较为严重，抗旱减灾能力不强，农牧业灌概用水效率较低。同时，为了不断地扩大水淺地面积，确保有效灌概面积，近年来部分地区地下水超采较为严重，水位逐年下降，严重超采区水环境恶化。近十几年来，水资源丰富的西迁河灌区和止默川平原，地下水位年均下降1米以上;水资源贫乏区的阴山南北麓地区和燕山丘陵区地下水位年均降低5米以上。井越打越深可出水量却越来越少。而且，内蒙古的化肥用量增长也较快，特别是80年代中后期，一直存在着施肥品种单一、结构不合理、过量施用化肥等问题，造成了化肥的肥斜利用率低下、施肥效益下降、肥料资源浪费，进而带来了农业生产成本的增加，生态环境的污染，农产品品质的降低等问题。化肥的大量投入虽然保障了我区粮食安全的稳定，但与此同时，危害也开始显现，±地开始板结。止壤板结使其保水性和养分供应能力变差，导致作物的根系不能正常生长，从而影响作物产量。
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1. 2国内外研究现状
公元前400年，雅典人首次用城市下水道的污水对菜园和巧枯园进行灌槪。1913年，应用于作物灌概的滴灌系统首次被House研发。直到20世纪60年代，塑料管的出现，Blass　(以色列)研制出了滴灌装置，与其他灌概方式相比，滴灌技术优势较为明显。以色列国主面积约2.　1万km2，　一半上的±地属于沙±地，±地贫疮和缺水是以色列农业发展的最大难题，农业灌概技术经历了大水漫灌、沟灌、喷灌和滴灌几次革命，但以色列首先通过滴灌系统进行施肥，首次实现了灌概施肥一体化技术，从此以色列农业的灌概施肥技术发生了根本性的革命。随着以色列滴水灌概技术的发明与发展，以色列农业在世界上创造了一个沙漠农业的"神话"随后，以色列将滴灌技术应用到户外大田作物种植，从此水祀一体化技术不断更新和推广。1960年Netaftm第一次在南内盖夫将塑料"线流式"滴头应用于农田进行灌概。而后为了解决化学沉淀物对管道的阻塞问题，产生了　以下的技术;1970年生产了奈流式滴头;1976年开发了压为调解式滴头，这种滴头能够控制流量并自动冲洗;1980年压力调解式滴头首次在玉米和棉花种植上大面积应用;1983年开发了内嵌式滴头，可以直接利用机械进行卷巧或铺开;1990年生产出了适用于温室产业应用的特殊内粘式滴头;2000年研制生产了家用型的新型整体滴头，适用于地下滴灌。上世纪六十年代末，滴灌技术传入南非与北美等国家，从此该技术在世界范围内受到关注并得到广泛应用。
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2材料与方法

2. 1试验地概况
试验设在武川县大豆铺村。试验区无霜期110天，年均降水量330mm。试验地±壤类型为栗钩±，地势平坦，±壤肥力均匀，±层较厚，质地为砂壤±。有机质17.　4g/kg，全氮1.2g/kg，有效磯12mg/kg，速效钟120mg/kg，pH值8.0。
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2.　2试验设计
验以各处理氮憐钟肥总量基本相同，但氮碟钟肥以不同追肥时期试验因子，共设8个处理，分别为：CK、Tl(2/3基施)、T2　(1/3基施)、T3　(全部滴灌)、T4　(农民施肥)、T5(N0)、T6(P0)、17化0)。试验小区面积为7.5m*5.4m=40.5m2，每个处理设4次重复，试验小区随机排列。试验追肥分6次进行灌概追施，即现蕾至花期追施3次，块茎膨大期追施3次。试验田于2014年5月21日机械化统一播种，9月21日人工测产后收获。所有试验处理均采用髙垄种植，垄窩30cm，两垄中也距离为90cm，每垄种植一行，每个处理为6垄，株距为巧cm，种植密度为61755株/hm2。试验中各处理施用肥料氛肥为尿素，巧化为硫酸钟，基施磯肥施用重过磯酸巧，追施磯肥施用磯酸一按或稱酸二氨钟。T1、T2、T3H个处理中马铃善各处理肥料施用量和追肥次数均相同，但在马铃著生育期追肥量各不相同，肥料施用总量按目标产量为45000kg/hm2计算。T3处理肥料为全部追施;T1处理为T3处理2/3的肥料在播种前一次性基施，剩余的1/3肥料在后期分6次追施，;T2处理与T1处理相反，T2处理为T3处理1/3的肥料在播种前一次性基施，剰余的2/3肥料在后期分6次追施;T4处理为前期对大豆铺村农民施肥情况进行大量调査汇总后得出的农民常规施肥，进而模拟农民常规施肥;T5、T6、T7H个处理分别为氮肥、磯肥、钟肥的空白区(此H个处理仅在肥料利用率计算过程中应用，不做产量和经济效益分析)。具体施肥量见表1。
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3结果与分析..........9
3.1马铃馨各处理不同器官氮素吸收变化的影响..........9
3.1.1马铃墓各处理不同器官氮素浓度的变化..........9
3.1.2马铃蓄各处理不同器官氮素累积吸收量动态变化..........10
3.1.　3马铃塞各处理不同器官氮素累积吸收量的影响..........11
3.　2马铃蔓各处理不同器官磯素吸收变化的影响..........12
3.　3马铃馨各处理不同器官钟素吸收变化的影响..........14
3.4马铃馨各处理对氮憐巧肥肥料利用率的影响..........17
3.5马铃蓄各处理对氮憐钟肥农学效率的影响..........19
4结论..........23
5讨论..........24

5讨论

(1)本论文在试验设计时，农民常规施肥作对照，而不是全部基施作为对照，主要原因是：在播种前对农民施祀情况进行大量调查得知，在有灌水条件的情况下，农民常规种植马铃晝没有一次性施足基肥的种植方式，主要种植方式是在马铃善生育前期追施尿素，后期主要追施硫酸钟，所以本试验没有设置全部基肥对照区，而是农民常规施肥作为对照区。一般情况下，滴灌水肥一体化小区灌概试验难控制，本次试验采用的施肥设备为文丘里施肥器，文丘里施肥器大多应用在温室大棚作物中，对试验小区面积和水压要求较高，小区不能太小也不能太大。文丘里施肥器主要与微灌系统或灌区入口处的供水管控制阀口并联安装，使用时将控制阀口关小，造成控制阀口前后有一定的压差，使水流经过安装文丘里施肥器的支管，利用水流通过文丘里管产生的真空吸力，将肥料溶液从敞口的肥料桶中均匀吸入管道系统进行施肥。
(2)在马铃薑，马铃馨块茎氮磯素累积吸收量随生育进程的推进呈S型曲线变化，以收获期累积吸收量为最髙，这与前人对膜下滴灌马铃墓对氮憐钟累积吸收的规律一致。但马铃薑块茎钟素的累积吸收量呈单峰曲线变化，在成熟期有所下降，与内蒙古农业大学秦永林、刘文雜等研究结果有所不同，他们的结果均思示从块茎形成期至收获期，钟素在块茎体内的积累均成上升趋势，在块茎成熟期达到最大。且秦永林的研究中得到钟素成熟期在块茎中累积吸收量达到5000mg/株，最终累积吸收量也相对较小。其主要原因可能是收获较晚，钟素在马铃墓块茎体内有一定的流失。

结论

本试验在高垄马铃著，研究了氮磯钟肥在总施肥量基本相同，对各处理氮磯钟不同施肥方式在马铃薑不同生育期植株体内的变化情况、肥料利用率及马铃薑产量效益等进行研究，得出结论如下;
(1)随生育进程的推移，，高垄滴灌马铃墓"克新一号"的茎叶、根和块茎的氮素浓度均呈现不同程度下降趋势。茎叶和根的氮素累积吸收量呈现单峰曲线变化;块茎和全株的氮素累积吸收量呈S曲线变化，一直呈逐渐増加趋势，至成熟期氮素累积吸收量最大。全株氮素吸收速率在块茎形成期最快。1/3基施2/3追施处理块茎和全株氮素累积吸收量最大，全株吸收速率最快。从肥料利用率方面得出：全部滴灌施肥处理的氮肥利用率最高，1/3基施2/3追施处理的氮肥农学效率最高。
(2)高垄滴灌马铃墓"克新一号"根的憐素浓度在块茎形成期有小幅上升外，茎叶和块茎的磯素浓度随着生育进程均呈现不同程度的下降趋势，且在不同生育阶段各器官的磯素浓度均显著低于相应器官的氮素和钟素浓度。茎叶和根的磯素累积吸收量呈现单峰曲线变化;块茎和全株的憐素累积吸收量呈S曲线变化，一直呈逐渐増加趋势，至成熟期磯素累积吸收量最大。全株憐素吸收速率在淀粉积累期最快。全部滴灌施肥处理块茎和全株磯素累积吸收量最大，全株吸收速率最快。从肥料利用率方面得出：全部滴灌施肥处理的稱肥利用率最高，1/3基施2/3追施处理的磯肥农学效率最高。
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参考文献(略)